涡轮流量测量主体的变化是桨轮流量计,这是一种非常便宜的技术,通常以插入式传感器的形式实现。
在该仪器中,配备有平行于轴的“桨叶”的小轮插入流动流中,其中一半轮从流动中被遮住。
桨轮流量计
这里显示塑料桨轮流量计的照片:
用于照片中所示的塑料桨轮的“拾取”的令人惊讶的复杂方法使用光纤电缆(可选)来发送和接收光。
一根电缆将一束光发送到桨轮的边缘,另一根电缆在桨轮的另一侧接收光。
当桨轮转动时,桨叶交替地阻挡并通过光束,从而在接收电缆处产生脉冲光束。
当然,这种脉冲的频率与体积流速成正比。
两根光缆的外端出现在下一张照片中,准备连接到光源和光脉冲传感器,将桨轮的运动转换为电子信号:
所有涡轮流量计共同的问题是当流体流突然停止时涡轮“滑行”的问题。
这在处理过程中经常是连续过程中的问题,其中流体流动被定期打开和关闭。
通过将测量系统配置成在自动截止阀到达“关闭”位置时忽略涡轮流量计信号,可以最小化该问题。
这样,当截止阀关闭并且流体流动立即停止时,涡轮机叶轮的任何滑行将是无关紧要的。
在由于控制系统打开和关闭自动阀之外的原因而发生流体流动而发生脉冲的过程中,这个问题更加严重。
所有涡轮流量计共同的另一个问题是涡轮轴承的润滑。涡轮机叶轮的无摩擦运动对于精确的流量测量至关重要,这对于流量计制造工程师来说是一项艰巨的设计目标。
在过程流体自然润滑的应用(例如柴油燃料)中,问题并不严重,但在诸如天然气流的应用中,其中流体不向涡轮轴承提供润滑,必须提供外部润滑。
这通常是仪表技术人员的常规维护任务:使用手动泵将轻质“涡轮机油”喷射到用于燃气服务的涡轮流量计的轴承组件中。
过程流体粘度是涡轮机叶轮的另一摩擦源。即使涡轮在无摩擦轴承上旋转,具有高粘度的流体(例如重油)也会减慢涡轮机的旋转速度。
这种效应在低流速下尤其明显,这导致流量计的最小线性流量额定值:流量低于该速率时,它拒绝与流体流量成比例地记录。
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